JPH0651809U - ブリッジ型座標測定機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 測定精度の高いＣＭＭを提供すること。 【構成】 本考案は、測定機ベースに対してプローブ
を設けたブリッジを移動できるように構成させてある。
しかもブリッジをベースの測定のために加工物を載せる
上面を囲む閉ループブリッジ構造としている。またブリ
ッジをベースに対して移動できるようにするために、ベ
ースの両側にガイドウエイを形成し、ブリッジに設けた
ベアリングでブリッジをそれらのガイドウエイに沿って
移動できるように支持させている。しかも、本考案では
そのベアリングによるガイドウエイトへの支持はベッド
の上面より下側で行わせている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、加工物の寸法を測定するブリッジ型座標測定機（ＣＭＭすなわち、 Coordinate Measuring Machine）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

ブリッジ型座標測定機は、ベースと、このベースに対して動くことができるよ うにして装着されるブリッジと、このブリッジの上部部材に動くことができるよ うにして装着されるキャリッジと、このキャリッジに動くことができるようにし て装着されるプローブと、ベースの上面におかれている加工物の寸法の測定のた めにプローブの動きに応答する測定・計算装置とで構成されている。このブリッ ジ型座標測定機の例は、米国特許第 3,749,501号「測定機」、第 3,840,993号「 座標測定機」に見ることができる。座標測定機の重要な機能は、正確に測定でき ること、および反復性、すなわち同じ加工物から同じ測定値を得ることができる ことである。ブリッジ座標測定機における正確さと反復性とは、震動と、ブリッ ジの直立部の間の相対的な動きとにより影響を受ける。ブリッジのスチフネスす なわち剛性が不足すると、ブリッジの直立部の間で相対的な動きが生じるととも に、高さや間隔およびスチフネスなど全てが共振震動数に影響を及ぼす。その共 振震動数が低いと、ブリッジに装着されている測定プローブが一層震動し易くな る。

【０００３】 ＣＭＭに及ぼす震動の影響を最小にし、震動を減少させる一つの方法は、ＣＭ Ｍを空気袋の上に設置するか、大型のコンクリート台の上に載せること、又はブ リッジの直立部の質量を大きくすることである。しかし、それらの方法は費用が かかりすぎたり、場所を取り、しかも外部震動、すなわち地面の震動を遮断する だけである。内部震動、例えば座標測定機に装着されている電気機械的なサーボ 機構により引き起こされる震動を遮断又は減少させることができない。

【０００４】 ブリッジの直立部の相対的な動きの影響を最小にする一つの方法が米国特許第 3,749,501号に開示されている。その方法では各直立部に位置指示器を配置して いる。しかし、そうするとＣＭＭの位置決め装置と測定装置のコストが上昇し、 しかもブリッジの構造体中に存在することがある望ましくない低い共振震動数の 問題を処理できない。例えば２０ヘルツ以下の共振震動数はＣＭＭの測定精度に 悪影響を及ぼすことがある。 ＣＭＭの測定精度を向上させる別の方法は、ポータルを有する正方形のブリッ ジを設けることである。そのようなＣＭＭがソ連特許第 621,955号に開示されて いる。

【０００５】 ブリッジ型座標測定器により行われる測定の精度は、剛性の不足と、ブリッジ の低い共振震動数の震動とにより、悪影響を受けることがある。このことは、自 動車の車体又はエンジンのような大型の加工物を測定するためのブリッジ型座標 測定機では特に影響を受ける。そのようなブリッジ型座標測定機の直立部の高さ および間隔が、それぞれ約１〜２メートル、約 1.5〜 2.5メートルと大きいから である。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の目的は大型の加工物を測定するときにその測定精度を高くすることが できるＣＭＭを提供することである。 他の目的はブリッジの剛性を高めたＣＭＭを提供することである。 さらに他の目的はブリッジの直立部の高さが高くても直立部の間の相対的な動 きを減少させることができるＣＭＭを提供することである。 さらに他の目的はブリッジの共振震動数を高くしてブリッジに取り付けられて いるプローブに及ぼす震動の影響を小さくしたＣＭＭを提供することである。 さらに他の目的は測定プローブを外部震動から遮断する高価な装置を少なくし たＣＭＭを提供することである。 さらに他の目的はベースの上面におかれた重い加工物が移動中に生じる中央部 分の曲がりを無くすことができるＣＭＭを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、測定機ベースに対してプローブを設けたブリッジを移動できるよう に構成させてある。しかもブリッジをベースの測定のために加工物を載せる上面 を囲む閉ループブリッジ構造としている。またブリッジをベースに対して移動で きるようにするために、ベースの両側にガイドウエイを形成し、ブリッジに設け たベアリングでブリッジをそれらのガイドウエイに沿って移動できるように支持 させている。しかも、本考案ではそのベアリングによるガイドウエイトへの支持 はベッドの上面より下側で行わせている。

【０００８】

【実施例】

図１には、ベース１０と、このベース１０に動くことができるようにして装着 されたブリッジ２０と、このブリッジ２０に動くことができるように装着された キャリッジ５０と、このキャリッジ５０に動くことができるように装着されたプ ローブ３０とを有するブリッジ型座標測定機が示されている。ベース１０は上面 １１を有し、この上面１１の上に測定すべき加工物（図示せず）がおかれる。ベ ース１０にはガイドウエイ１２、１３が形成されている。このベース１０は上側 台部分１４と下側部分とからなりそれらを脚１５で連結している。ベース１０の 底部にはゴム足１６を取り付け、外部震動の影響を非常に小さいものとしている 。ベース１０を上記構成とすることによって、ブリッジ２０を動かすためのモー タおよびその他の適当な駆動機構をベース１０の中央部分に配置することができ る。

【０００９】 ブリッジ２０は二つの直立部２１、２２を有する。双方の直立部の上端を上部 部材２３で、下端を下部部材２４で連結している。このブリッジ２０の上部部材 ２３にキャリッジ５０が動くことができるように装着されている。さらにそのキ ャリッジ５０にプローブ軸３１が動くことができるように取り付けられ、そのプ ローブ軸３１の一端にプローブ３０が取り付けられている。このプローブは測定 すべき加工物に接触して適切な計算・測定装置に信号を与えるものである。その ようなプローブの例としては米国特許第 4,270,275号「プローブ」に見ることが できる。もちろんそれに限定されるものではない。上記したブリッジ２０はガイ ドウエイ１２、１３に沿って動くことができるようにベース１０に取り付けられ ている。

【００１０】 ブリッジ２０の下部部材２４にはガイドウエイ１２、１３を挿入できる溝２５ が形成されている。その溝２５に差し込まれたガイドウエイの各面を支持するベ アリング４１がブリッジ２０に取り付けられている。すなわちこのベアリング４ １によってブリッジ２０が移動できるようにベース１０に取り付けられている。 ベアリング４１としては空気ベアリングを使用することが望ましい。ブリッジ２ ０、キャリッジ５０およびプローブ軸３１によってプローブ３０は三次元的に移 動することができ、本測定機によって三次元の測定を行うことができる。プロー ブの動きに応答する電気的又は機械的な手段がプローブの位置を三つの座標で示 し、要求があれば測定値を計算する。そのような電気機械的な装置の例として、 例えば、ザ・ワーナー・アンド・スウエーシイ社のシエフィールド測定事業部の 測定プロセッサＭＰ３型がある。

【００１１】 図２は側面図で、主としてキャリッジ５０のブリッジ２０の上部部材２３への 取り付け方を示している。上部部材２３の上端部の両側で水平方向へ突出するガ イドウエイ２６、２８を形成させ、かつ一方のガイドウエイ２６に直角に上側に 突出させたガイドウエイ２７を形成させている。これらのガイドウエイをキャリ ッジに形成させたそれぞれに対応する溝５１、５２、５３に挿入させ、前記同様 ベアリング５５で支持させている。プローブおよびキャリッジの取付については 米国特許第 3,749,501号および同第 3,840,993号に詳しく示されている。ブリッ ジ２０に対するキャリッジ５０の動きを容易にするために、ベアリング５５とし て機械的なベアリング又はなるべくは空気ベアリングを用いる。

【００１２】 図３は、他の実施例であり、その実施例のブリッジ２０の溝２５内に配置され ているベアリング４１がベース１０のガイドウエイ１２、１３の表面とどのよう な関係にあるかを示している。本実施例ではブリッジ２０の下部部材２４は、ベ ース１０の下側で連結されている。ベース１０の上側台部分１４は３本の脚１５ で支持されている。脚を上側台部１４の各隅に１本ずつ設けた場合より震動と曲 がりとが良く遮断される。

【００１３】 図４は他の実施例であり、ブリッジ２０の双方の直立部の下端が２本の下部部 材２４、２９で連結されたものである。溝２５がその２本の下部部材の間に形成 されている。 図５はさらに他の実施例であり、ブリッジ２０の下部部材２４はベース１０の 上側台部１４の下側で連結されている。この例の場合も、ベース１０の上側台部 分１４は３本の脚１５で支持されている。脚を上側台部１４の各隅に１本ずつ設 けた場合より震動と曲がりとが良く遮断される。

【００１４】

【考案の効果】

以上詳細に説明したように本考案はベースを固定してブリッジを移動するよう にしたので大型の加工物を測定するときでもその測定精度が高く、ベースの上面 におかれた重い加工物が移動中に生じる中央部分の曲がりを無くすことができ、 正確に測定することができる。さらに本考案はブリッジを閉ループ構造として、 しかもベースへのブリッジの支持をベースの加工物を載せる上面より下で行わせ ているので、ブリッジの剛性を高め、ブリッジの直立部の高さが高くても直立部 の間の相対的な動きを減少させることができ、より測定精度が高くなる。さらに ブリッジの共振震動数が高くなりブリッジに取り付けられているプローブに及ぼ す震動の影響が少なくなり、かつプローブを外部震動から遮断するために従来必 要だった高価な装置を少なくすることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の原理を含むブリッジ型座標測定機の斜
視図。

【図２】本考案の原理を含むブリッジ型座標測定機の側
面図。

【図３】一部を省略して示した他の実施例の正面図

【図４】一部を省略して示した他の実施例の正面図

【図５】一部を省略して示した他の実施例の正面図

【符号の説明】

１０・・・ベース、１２、１３・・・ガイドウエイ、２
０・・・ブリッジ、２１、２２・・・直立部 ２３・・・上部部材、２４・・・下部部材、２５・・・
溝、４１・・・ベアリング。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 ロバート・ブランズテイター アメリカ合衆国 45324 オハイオ州・フ ェアボーン・チェリイウッド ドライブ・ 48

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定すべき加工物を載せる水平の台表面
   （１１）を有するベース（１０）と、二つの直立部（２
   １、２２）と前記台表面（１１）の上方でそれらの直立
   部を連結する第１の部材（２３）と台表面の下側で直立
   部を連結する第２の部材（２４）とを備えて台表面を囲
   む閉ループ構造を有するブリッジ（２０）と、そのブリ
   ッジを第１の水平軸に沿って移動させるように前記ベー
   ス（１０）に取り付ける手段（１２、１３、４１）と、
   プローブ（３０）と、そのプローブを第２の水平軸およ
   び垂直軸に沿って移動するように前記ブリッジ（２０）
   の第１の部材（２３）へ取り付ける手段（５９、３１）
   とを有し、水平な前記台表面（１１）の上に載せられた
   加工物をプローブ（３０）で測定するために前記第１お
   よび第２の水平軸と垂直軸とは互いに直交してととも
   に、前記ベースに一対のガイドウエイ（１２、１３）を
   形成させる一方、ブリッジにベアリングを取り付け、そ
   れらをベース（１０）の上記台表面（１１）より下側
   で、一方のガイドウエイとベアリングとをベースの一方
   の側に、他方のガイドウエイとベアリングとをベースの
   他方の側に配置し、それらのベアリングとガイドウエイ
   トでブリッジをベースに移動できるように取り付けたこ
   とを特徴とするブリッジ型座標測定機。